利用FeOOH助催化剂修饰的BiVO4进行光电催化甘油氧化制GLAD和DHA
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作者
高乾锐卫爱丽张王刚
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单位
太原理工大学材料科学与工程学院
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摘要
随着生物柴油产业的发展,粗甘油(GLY)作为其主要副产品,积累了大量的存量,其有效利用对于促进生物柴油产业的可持续发展具有重要意义。尽管已有研究致力于将粗甘油转化为高附加值的化学品,但现有方法往往面临成本高、效率低或产品选择性不足的问题。本研究采用原位生长法,在BiVO4表面成功制备了一层非晶态FeOOH助催化剂,显著提升了甘油的光电催化氧化性能。在0.1 mol L-1甘油和0.1 mol L-1 Na2SO4的电解质溶液中,BiVO4/FeOOH复合光阳极展现出85.3%的C3化合物选择性,较纯BiVO4提高了32.7%。特别是,甘油醛(GLAD)和二羟基丙酮(DHA)的产率分别达到了1.73 mmol L-1和0.59 mmol L-1,分别是纯BiVO4的11.5倍和7.4倍。实验结果表明,BiVO4与FeOOH形成的p-n结构不仅显著提高了电荷转移性能和光能利用率,而且通过界面处p-n结构诱导的Fe2+不饱和位点的形成,在光照条件下促进了光生空穴向催化剂表面的迁移,加速了甘油氧化反应。本研究不仅为粗甘油的高值化利用提供了一种有效途径,也为光电催化材料的设计和应用提供了新的借鉴。
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关键词
4"name="keyword">BiVO4FeOOH复合光阳极光电催化甘油氧化C3产物
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文章目录
1 实验
1.1 试剂
1.2 实验过程
1.3 测试与表征
2 结果与讨论
2.1 SEM形貌分析
2.2 TEM形貌分析
2.3 TOF-SIMS分析
2.4 XRD晶体结构分析
2.5 XPS表面元素分析
2.6 光阳极光电催化性能分析
2.7 光阳极甘油转化性能分析
2.8 光阳极结构分析
2.9 光阳极甘油转化性能提高原因分析
2.10 光阳极甘油转化机理分析
3 结论